Éclairage à LED annulaire coaxial pour une imagerie frontale symétrique
- Éclairage azimutal à 360 degrés concentrique à l’axe optique de la caméra pour une imagerie équilibrée au niveau des ombres.
- Éclairage uniforme indépendant de l’orientation en rotation de la cible sur la station d’inspection.
- Les variantes standard, à faible angle, diffuses et multi-segments répondent à différents types de surfaces.
- Géométrie privilégiée pour les petites pièces, les stations de pick & place et la lecture de codes.
- Compatible avec le filtrage passe-bande sur la caméra pour le rejet de la lumière ambiante
- Couverte par les familles d’anneaux DC3, DC5, DC6 et RDL1 de RODER Vision.
Les éclairages annulaires font partie des géométries les plus largement utilisées en vision industrielle. Avant tout, ils sont appréciés pour leur taille compacte et leur intégration facile autour des objectifs de caméra standard. De plus, les LED sont disposées en cercle concentrique avec l’axe optique. Par conséquent, la lumière atteint le champ depuis toutes les directions, de sorte que l’image reste largement indépendante de l’orientation des caractéristiques. En bref, cette page est la référence technique pour la géométrie annulaire. Elle associe également les familles d’anneaux de RODER Vision à leurs applications typiques.
Principe de fonctionnement des éclairages annulaires
Un éclairage annulaire comporte une ou plusieurs rangées concentriques de LED sur une carte annulaire. L’ouverture centrale laisse libre l’avant de l’objectif de la caméra. En outre, les LED projettent la lumière vers l’intérieur et vers le bas selon un angle fixe défini par le boîtier. Pour un anneau standard, cet angle est généralement de 30 à 60 degrés par rapport à l’axe optique. Par conséquent, la configuration se comporte comme un éclairage frontal direct, ou se déplace vers un champ sombre à faible angle.
Puisque la lumière arrive de toutes les directions azimutales à la fois, les images de l’anneau restent symétriques autour de l’axe optique. Par conséquent, le texte imprimé, les codes et les petites pièces apparaissent uniformes quelle que soit leur orientation. Pour cette raison, les éclairages annulaires conviennent aux stations où la position angulaire de la cible est variable ou non contrôlée.
Variantes standard, à faible angle et à haute diffusion
La catégorie des anneaux comprend plusieurs variantes. D’abord, les anneaux standard dirigent la lumière à des angles modérés pour un éclairage frontal général. En revanche, les anneaux à faible angle inclinent les LED jusqu’à une incidence presque rasante, créant ainsi un champ sombre à 360 degrés qui accentue les micro-caractéristiques de surface. De plus, les anneaux diffus ajoutent un couvercle dépoli pour adoucir l’émission et réduire l’éblouissement. Par conséquent, chaque variante cible une surface et une classe de caractéristiques spécifiques.
Applications industrielles typiques
Les éclairages annulaires servent à de nombreuses tâches d’inspection. Par exemple, ils conviennent aux petites pièces usinées ou moulées sur des plateaux rotatifs et des stations de pick & place. De plus, ils prennent en charge la lecture de codes 2D et l’OCR sur des surfaces planes ou légèrement courbes. Ils couvrent également les composants PCB, les soudures, les dispositifs médicaux et les contenants pharmaceutiques. En outre, ils conviennent aux pièces métalliques embouties où la symétrie de rotation est importante. Enfin, ils s’adaptent aux stations où la facilité d’intégration l’emporte sur les performances optiques ultimes.
Critères de sélection et de conception
Tout d’abord, le diamètre intérieur doit laisser libre l’objectif, y compris tout filtre ou polariseur. Ensuite, le diamètre extérieur et l’angle des LED définissent la distance de travail pour l’intensite de pic et l’uniformité. À mesure que la distance change, l’éclairage passe d’un cône convergent à un champ uniforme, puis à un faisceau divergent.
La position de montage est également importante. Un anneau fixé sur l’objectif se déplace avec la caméra lors de la mise au point, de sorte que l’alignement reste constant mais la distance de travail est limitée. En revanche, un anneau fixé sur la station permet d’optimiser séparément la caméra et l’éclairage. Cependant, cela ajoute de la complexité mécanique.
Le contenu spettral suit les règles habituelles de l’éclairage frontal. Par exemple, les anneaux monochromes fonctionnent bien derrière un filtre à bande étroite qui rejette la lumière ambiante. En revanche, les anneaux blancs restent le choix par défaut pour l’inspection de la couleur.
Anneaux à double fonction et multi-segments
Les anneaux avancés ajoutent des segments contrôlés indépendamment. Par conséquent, l’utilisateur peut commuter entre un anneau complet, un demi-anneau ou des secteurs rotatifs pour une classification des défauts sensible à la direction. De plus, certaines variantes combinent des LED standard et à faible angle dans un seul appareil. En conséquence, l’intégrateur bascule entre le champ clair et le champ sombre sans changer de matériel.
Intégration et limites
La limite principale des éclairages annulaires est une réflexion circulaire sur les surfaces brillantes et perpendiculaires. Sur une cible de type miroir, l’anneau de LED apparaît comme un anneau brillant dans l’image. Par conséquent, il peut masquer les caractéristiques centrales. Cependant, un anneau diffus, une légère inclinaison de la cible ou une configuration en dôme supprime cet effet.
Un second point concerne la taille. Les éclairages annulaires sont dimensionnés en fonction de l’objectif et du champ, de sorte que les champs très grands nécessitent des anneaux peu pratiques. Par conséquent, pour les champs de plus de 200 millimètres environ, il est préférable d’évaluer des barres lumineuses ou des éclairages de panneau.
Familles d’éclairages annulaires à LED de RODER Vision
RODER Vision conçoit une gamme complète d’éclairages annulaires à LED en Italie. La gamme couvre des configurations standard, à faible angle, à haute intensité et réglables. Par conséquent, les quatre séries ci-dessous sont les choix recommandés pour l’éclairage annulaire.
Série DC3 — Éclairages annulaires à LED à haute intensité
Éclairage annulaire circulaire à haute intensité avec des LED à haut flux et des lentilles de focalisation intégrées. De plus, son corps en aluminium massif, la flexibilité de son driver externe et sa gestion HTTM© conviennent à une intégration OEM compacte.
Série DC5 — Éclairages annulaires modulaires à haute intensité
Éclairage annulaire à LED modulaire à haute intensité pour le guidage robot et l’inspection optique automatisée. Par conséquent, il fournit une lumière puissante et uniforme pour des expositions courtes et un rapport signal/bruit élevé.
Série DC6 — Éclairages annulaires à haute densité
Éclairage direct circulaire à haute densité au format carré pour les champs de taille moyenne à grande. De plus, il offre un éclairage frontal direct uniforme à haute intensité en blanc, rouge, bleu, vert et infrarouge.
Série RDL1 — Éclairages annulaires réglables
Anneau réglable construit à partir de quatre barres DL1, de sorte que l’angle d’incidence est ajustable. De plus, le contrôle indépendant des secteurs et la stabilisation MCCD© permettent l’éclairage photo-stéréo et à faible angle.
Certaines installations nécessitent également une commutation multi-segments ou le rejet de la lumière ambiante. De plus, le catalogue propose des drivers de LED et des contrôleurs, des filtres optiques et des polariseurs, ainsi que des câbles industriels et des systèmes de fixation.
L’éclairage annulaire dans les applications réelles
Les notes suivantes montrent comment les éclairages annulaires de RODER Vision fonctionnent sur de réelles lignes de production. Dans chaque cas, la configuration découle de la tâche d’inspection.
Inspection de bouchons de bouteilles
Un éclairage annulaire fournit un éclairage uniforme en vue de dessus des bouchons ronds. Par conséquent, il révèle les contaminations, l’ovalisation, les joints manquants et les défauts de surface sur les lignes de remplissage rapides.
Inspection de PCB & de l’électronique
L’éclairage annulaire symétrique convient aux soudures et aux petits composants sur les cartes. En conséquence, il donne à l’inspection optique un contraste régulier et indépendant de l’orientation.
Lecture de codes & OCR
L’éclairage annulaire illumine uniformément les codes et le texte imprimé quelle que soit l’orientation. Par conséquent, l’OCR et la lecture de codes 2D restent fiables sur les pièces en rotation ou placées de manière aléatoire.
Positionnement des composants
L’éclairage annulaire coaxial donne aux robots un contraste stable et équilibré au niveau des ombres pour le pattern matching. En conséquence, la reconnaissance et le positionnement des composants restent précis sur les lignes d’assemblage rapides.
Éclairage pour la vision des cobots
Les éclairages annulaires compacts se montent facilement sur les effecteurs terminaux des cobots. Par conséquent, ils offrent un éclairage flexible et aligné sur l’objectif pour la détection et le guidage des pièces dans les cellules collaboratives.
Inspection de surface dans l’automobile
En mode faible angle, un éclairage annulaire rase la surface et accentue le relief. Par conséquent, il met en évidence les rayures, les cordons de soudure et les traces d’usinage sur les composants métalliques.
Questions fréquemment posées
Choisissez un éclairage annulaire pour les champs de petite ou moyenne taille qui nécessitent un éclairage symétrique et indépendant de l’orientation autour de l’objectif. Pour les surfaces hautement spéculaires, un dôme fonctionne mieux, tandis que les champs allongés ou très grands conviennent mieux aux barres lumineuses ou aux éclairages de panneau.
Sur les surfaces brillantes et perpendiculaires, l’anneau de LED peut apparaître comme un reflet brillant. Vous pouvez le supprimer avec une variante d’anneau diffus, une légère inclinaison de la cible ou en passant à une configuration en dôme.
Un anneau standard éclaire la cible à environ 30 à 60 degrés pour un éclairage frontal général. Un anneau à faible angle utilise une incidence presque rasante pour créer un champ sombre à 360 degrés qui accentue les bords et les micro-caractéristiques de surface.
Oui. Un éclairage annulaire monochrome combiné à un filtre passe-bande correspondant sur l’objectif rejette la lumière ambiante et améliore le contraste. Les éclairages annulaires blancs restent le choix par défaut pour l’inspection de la couleur.
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